陶瓷型芯是熔模鑄造的重要工藝手段，型芯性能對(duì)于鑄件生產(chǎn)質(zhì)量和效率具有重要影響。厚大的實(shí)心型芯在制造過(guò)程中常由于其收縮應(yīng)力積累而產(chǎn)生缺陷。本文利用陶瓷光固化增材制造技術(shù)在生產(chǎn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)陶瓷零件方面的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)并制造了由點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)填充的中空型芯。采用了有效的精度補(bǔ)償方法以保證坯體精度，燒結(jié)后型芯的尺寸精度和力學(xué)性能滿足鑄造工藝要求并經(jīng)過(guò)了澆注驗(yàn)證。由于實(shí)現(xiàn)了厚壁型芯的中空結(jié)構(gòu)，鑄件脫芯效率提高了3倍以上。

采用DLP光固化增材制造技術(shù)制造中空點(diǎn)陣填充陶瓷型芯。陶瓷原料選取熔融石英粉、氧化鋁、硅酸鋯粉體，將其與光敏樹脂攪拌均勻得到光固化陶瓷漿料。而后通過(guò)陶瓷光固化增材設(shè)備（北京十維科技，AutoCera-L）逐層固化得到坯體，再通過(guò)脫脂燒結(jié)獲得最終的陶瓷型芯制品，如圖2所示。具有中空點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的型芯表面無(wú)裂紋，表面質(zhì)量好，內(nèi)部結(jié)構(gòu)完整，在壓蠟?zāi)＞咧卸ㄎ粶?zhǔn)確。

對(duì)光固化成形的坯體進(jìn)行三維掃描，并與原始設(shè)計(jì)模型進(jìn)行對(duì)比，在預(yù)補(bǔ)償前后的尺寸偏差如圖4所示。通過(guò)預(yù)補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)了坯體成形精度的大幅提高。燒結(jié)后的陶瓷型芯滿足鑄造工藝要求。

將所得鑄件剖開，觀察其內(nèi)腔，并對(duì)其表面粗糙度與型芯表面進(jìn)行對(duì)比，如圖6所示。鑄件內(nèi)腔成形完整，表面質(zhì)量符合要求。

綜上，本文通過(guò)陶瓷光固化增材制造工藝獲得了具有點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的中空型芯，克服了厚壁實(shí)心型芯的燒結(jié)開裂問(wèn)題，并通過(guò)工藝優(yōu)化保證了成形精度與力學(xué)性能。實(shí)際工藝流程和鑄件澆注驗(yàn)證，證明了光固化增材制造陶瓷型芯在熔模鑄造工藝中的適用性。由于型芯厚壁采用中空結(jié)構(gòu)優(yōu)化，大幅提高脫芯效率，脫芯時(shí)間從超過(guò)30 h減少到10 h以內(nèi)。